【化学——选修2:化学与技术】
海洋是一个丰富的资宝库,通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
(1)海水中盐的开发利用:
①海水制盐目前以盐田法为主,建盐田必须选在远离江河入海口,多风少雨,潮汐落差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、蒸发池和 池。
②目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产,在电解槽中阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过,请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用: (写一点即可)。
(2)电渗析法是近年发展起的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示。其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。请回答下面的问题:
①海水不能直接通入到阴极室中,理由是 。
②A口排出的是 (填“淡水”或“浓水”)。
(3)用苦卤(含等离子)可提取溴,其生产流程如下:
①若吸收塔中的溶液含BrO3-,则吸收塔中反应的离子方程式为: 。
②通过①氯化已获得含Br2的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化重新获得含Br2的溶液? 。
③向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是 。
(15分)I、用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+2H2O(g)△H= 574 kJ·moll
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g)△H= 1160 kJ·moll
③H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ·moll
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式___。
II、开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
(1)M、N两点平衡状态下,容器中物质的总物质的量之比为:n(M)总:n(N)总=。
(2)若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为;P1P2 (填“>” 或“<” 或“=”)
III、用MnO2制KMnO4的工艺流程如下图:电解池中两极材料均为碳棒,在中性或酸性溶液中K2MnO4发生歧化反应而变成MnO2和KMnO4。
(1)写出240℃熔融时发生反应的化学方程式;投料时必须满足n(KOH):n(MnO2)。
(2)阳极的电极反应式为。
(3)B物质是(填化学式),可以循环使用的物质是(填化学式)。
有M、N两种溶液,经测定这两种溶液中大量存在下列12种离子:Al3+、Cl-、Na+、K+、NO3—、OH-、Fe2+、AlO2—、CO32—、NH4+、SO42—、H+。
(1)完成下列表格中实验①的结论和实验②的实验内容以及现象:
实验内容以及现象 |
结论 |
①取少量N溶液滴加足量的硝酸钡溶液,无沉淀产生 |
|
② |
确定M溶液中含有Na+,不含K+ |
③用pH试纸检测M溶液,pH试纸呈蓝色 |
(2)根据(1)中的实验回答:
NO3—存在于________溶液中,理由是;
Cl-存在于________溶液中,理由是;
(3)根据(1)中的实验确定,M溶液中含有的离子为。
对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。
(1)含氰废水中的CN-有剧毒。
①CN-中C元素显+2价, N元素显-3价,用原子结构解释N元素显负价的原因是,共用电子对偏向N原子,N元素显负价。
②在微生物的作用下,CN-能够被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,该反应的离子方程式为。
(2)含乙酸钠和对氯酚()的废水可以利用微生物电池除去,其原理如下图所示。
①B是电池的极(填“正”或“负”);
②A极的电极反应式为。
(3)电渗析法处理厨房垃圾发酵液,同时得到乳酸的原理如下图所示(图中“HA”表示乳酸分子,A- 表示乳酸根离子)。
阳极的电极反应式为。
简述浓缩室中得到浓乳酸的原理:。
③ 电解过程中,采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6-8,此时进入浓缩室的OH-可忽略不计。400mL 10 g•L-1乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升为145 g•L-1(溶液体积变化忽略不计),阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为L。(乳酸的摩尔质量为90 g• mol-1)
某溶液中可能存在Al3+、Cl-、Mg2+、Na+、 Br-、CO32-、SO32-等七种离子中的几种。现取该溶液进行实验,得到如下现象:
①向该溶液中滴加足量氯水后有无色无味气体产生,再加入CCl4振荡,下层液体呈红棕色;
②取上层无色溶液,加入足量Ba(NO3)2溶液,无沉淀产生;
③向所得溶液中继续滴加AgNO3溶液,有不溶于HNO3的白色沉淀产生。
据此可以推断,该溶液中肯定存在的离子是_____________,可能存在的离子是________。
通常情况下,微粒A和B为分子,C和E为阳离子,D为阴离子,它们都含有10个电子;B溶于A后所得的物质可电离出C和D;A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。请回答:
(1)用化学符号表示下列4种微粒:
A:________;B:________;C:________;D________。
(2)写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式:___________________________________。